(57)【要約】      （修正有）【課題】単純な構成で被検物の厚さを計測する。【解決手段】計測装置は、基準物または被検物４０を搭載するステージ５０と、ステージに搭載された基準物または被検物を照明する照明光学系と、ステージに対して照明光学系の光軸方向に位置決めされ、基準物または被検物の表面からの反射光を受光する受光素子３０と、基準物を照明した際に受光素子で得られる光強度分布と被検物を照明した際に受光素子で得られる光強度分布とに基づいて、基準物と被検物との厚さの差を取得する処理ユニット６０と、を有する。【選択図】図１
2013221775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準物または被検物を搭載するステージと、
前記ステージに搭載された前記基準物または前記被検物を照明する照明光学系と、
前記ステージに対して前記照明光学系の光軸方向に位置決めされ、前記基準物または前記被検物の表面からの反射光を受光する受光素子と、
前記基準物を照明した際に前記受光素子で得られる光強度分布と前記被検物を照明した際に前記受光素子で得られる光強度分布とに基づいて、前記基準物と前記被検物との厚さの差を取得する取得部と、
を有することを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記照明光学系は、
ピンホールを有するピンホールプレートと、
前記ピンホールを通過した発散光を平行光に変換するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズによって変換された前記平行光を集光する集光レンズと、
を有し、
前記受光素子は、前記集光レンズと前記ステージとの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
前記コリメータレンズと前記集光レンズとの間に配置され、照明光を中抜け形状にする遮光部を有し、
前記受光素子は、前記集光レンズと前記ステージとの間の前記照明光の中抜け部に対応する領域に配置されることを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
前記照明光学系による照明光は輪帯形状であり、
前記取得部は、前記基準物を照明した際に前記受光素子の受光面に形成される光強度分布の所定直線上におけるピーク位置と前記被検物を照明した際に前記受光素子の受光面に形成される光強度分布の前記所定直線上におけるピーク位置との差に基づいて前記基準物と前記被検物との厚さの差を取得することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項５】
前記取得部は、前記基準物の厚さを取得し、前記基準物の厚さと前記基準物と前記被検物との厚さの差から前記被検物の厚さを取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の計測装置。
【請求項６】
前記取得部は、前記被検物と前記基準物の厚さのどちらが大きいかについての情報を取得し、前記情報に基づいて、前記差を前記基準物の厚さに加算または減算することを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項７】
前記照明光が透過する光透過部と前記照明光を遮光する遮光部を有する絞りと、
前記受光素子と前記ステージとの間の光路に前記絞りを挿入および退避させる移動手段と、を更に有し、
前記取得部は、前記絞りが前記移動手段によって前記光路に挿入された状態で前記受光素子に形成される前記光強度分布に基づいて、前記差を前記基準物の厚さに加算または減算することを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項８】
前記照明光が透過する光透過部と前記照明光を遮光する遮光部を有する絞りと、
前記受光素子と前記ステージの間の光路に前記絞りを挿入および退避させるとともに前記絞りを前記照明光学系の光軸方向に移動する移動手段と、を更に有し、
前記取得部は、前記移動手段が前記絞りを前記光軸方向に移動した移動量と前記受光素子に形成される前記光強度分布に基づいて、前記差を前記基準物の厚さに加算または減算することを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項９】
前記取得部は、前記被検物の表面形状を取得する面形状取得部が取得した前記被検物の表面形状を補正して前記基準物と前記被検物との厚さの差を取得することを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項１０】
前記取得部は、前記被検物の表面形状を取得する面形状取得部が取得した前記被検物の表面形状を補正して前記被検物の厚さを取得することを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のうちいずれか１項に記載の計測装置と、
前記被検物であるカバーガラスを有するプレパラートに封入された組織の画像情報を取得する顕微鏡と、
前記画像情報に対して、前記計測装置の計測結果に基づいて前記被検物に起因する収差を補正する画像処理装置と、
を有する画像処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検物の厚さを計測する計測装置およびそれを利用した画像処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレパラートに封入された生体組織のデジタル画像を取得する画像取得装置では、プレパラートのカバーガラスの厚さを規格で決められた一定値（０．１７ｍｍ）として取り扱っていた。しかしながら、実際には、カバーガラスの厚みは製造ムラなどのために一定値ではなく、高画質が要求されるにつれ、カバーガラスの厚さを一定値とすることによる画質劣化が無視できなくなってきた。良好な画像を取得するためには、カバーガラスの厚さを撮像前に計測し、計測結果に基づいてカバーガラスの厚さに起因する収差変動を補正する必要がある。
【０００３】
被検物の厚さを計測する方法としては、干渉計を利用する方法（特許文献１）やレーザ変位計を利用する方法（特許文献２）が知られている。しかしながら、前者の方法は計測系が複雑であり、後者の方法は被検物の屈折率を事前に取得する必要があり、屈折率の計測系は複雑であるという問題がある。このため、いずれの方法も簡単な構成で被検物の厚さを計測することができるものではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７４２５９号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、単純な構成で被検物の厚さを計測することが可能な計測装置およびそれを使用した画像処理システムを提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の計測装置は、基準物または被検物を搭載するステージと、前記ステージに搭載された前記基準物または前記被検物を照明する照明光学系と、前記ステージに対して前記照明光学系の光軸方向に位置決めされ、前記基準物または前記被検物の表面からの反射光を受光する受光素子と、前記基準物を照明した際に前記受光素子で得られる光強度分布と前記被検物を照明した際に前記受光素子で得られる光強度分布とに基づいて、前記基準物と前記被検物との厚さの差を取得する取得部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、単純な構成で被検物の厚さを計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の計測装置のブロック図である。（実施例１）
【図２】図２（ａ）は、図１に示す計測装置に基準物が搭載された場合の部分拡大断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の受光素子の結像状態を示す平面図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）の受光素子上の光強度分布を示すグラフである。（実施例１）
【図３】図３（ａ）は、図１に示す計測装置に基準物よりも厚い被検物が搭載された場合の部分拡大断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の受光素子の結像状態を示す平面図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）の受光素子上の光強度分布を示すグラフである。（実施例１）
【図４】図４（ａ）は、図１に示す計測装置に基準物よりも薄い被検物が搭載された場合の部分拡大断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の受光素子の結像状態を示す平面図である。図４（ｃ）は、被検物が基準物よりも厚いかどうかを検出する方法を説明するための断面図である。（実施例１）
【図５】図２、３、４におけるｒとΔｄの関係を示すグラフである。（実施例１）
【図６】図１に示す計測装置を使用した計測方法のフローチャートである。（実施例１）
【図７】本発明の計測装置のブロック図である。（実施例２）
【図８】図７のシャックハルトマンセンサの図である。（実施例２）
【図９】面形状取得部の変形例のブロック図である。（実施例２）
【図１０】図７に示す計測装置を使用した計測方法のフローチャートである。（実施例２）
【図１１】画像処理システム全体を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１の計測装置は、照明光学系、受光素子３０、ステージ５０、処理ユニット６０を有し、処理ユニット６０がステージ５０に搭載された被検物４０の厚さを算出する。
【００１１】
照明光学系は、光源１０からの光を利用して被検物４０または基準物４５を照明し、対物レンズ２１、ピンホールプレート２２、コリメータレンズ２３、遮光部２４、集光レンズ２５を有する。照明光学系の光軸（図１に破線で示す）と平行な方向をＺ方向（上向きを正とする）として設定している。
【００１２】
光源１０としては、例えば、半導体レーザを用いるが、これに限定されず、水銀ランプなどを使用してもよい。レーザ光源の場合には光源１０と対物レンズ２１の間に偏光板が配置されてもよい。
【００１３】
対物レンズ２１は、光源１０からの光をピンホールプレート２２のピンホール２２ａに集光させる集光レンズである。光源１０からの光束が細い場合は、対物レンズ２１から射出される光束は対物レンズの最大ＮＡよりも小さくなる可能性があるので、必要に応じて光源１０と対物レンズ２１の間にビームエキスパンダが挿入されてもよい。
【００１４】
ピンホールプレート２２は、ピンホール２２ａとその周囲の遮光部から構成されている。ピンホール２２ａは対物レンズ２１からの集光光から波面の揃った理想球面波を生成する。
【００１５】
コリメータレンズ２３は、ピンホール２２ａによって生成された球面波（発散光）を平行光に変換する（コリメートする）。
【００１６】
遮光板２４は、コリメータレンズ２３と集光レンズ２５の間に配置される。遮光板２４は、コリメータレンズ２３によって生成された平行光の照明光を中抜け形状にする。遮光板２４は、遮光部と光透過部から構成され、図１では、遮光板２４の遮光部は照明光学系の光軸と中心が一致した直径２Ｄの円板形状を有する。なお、照明光の形状は輪帯に限定されず、二重極、四重極、六重極などほかの変形照明の形状であってもよく、遮光板２４は挿入されなくてもよい。遮光板２４が挿入されない場合には受光素子３０が遮光板２４の機能を果たす場合と、変形照明を使用しない場合がある。
【００１７】
集光レンズ２５は、遮光板２４を経た平行光を集光し、集光光は被検物４０または基準物４５に照射される。
【００１８】
被検物４０または基準物４５はステージ５０に搭載可能であり、ステージ５０は、不図示の移動手段によって３次元方向に移動可能に構成されている。本実施例の被検物４０は光透過部材（カバーガラス）から構成されてプレート形状を有するが、表面反射をすれば光透過部材でなくても足りる。被検物４０の厚さは未知である。被検物４０をプレパラートのカバーガラスとする場合、まず、プレパラートのスライドガラスとして、その厚さＬ１を計測装置によって取得する。次に、スライドガラスとカバーガラスの厚さの和Ｌ２を被検物４０として計測装置によって取得する。カバーガラス単独の厚さはＬ２−Ｌ１によって求めることができる。
【００１９】
基準物４５は、ノギスやマイクロメータなど他の計測手段によって厚さｄが既知の平板部材であり、光透過部材でもよいし、光透過部材でなくてもよいが、その表面は光を反射する必要がある。本実施例では、被検物４０と同じ材質から構成され、同様にプレート形状を有するものとする。
【００２０】
受光素子３０は、ステージ５０に対して照明光学系の光軸方向に位置決めされ、集光レンズ２５とステージ５０の間に配置されている。受光素子３０は、被検物４０または基準物４５の表面（ステージ５０と反対側の上面）からの反射光を受光する、矩形形状を有する２次元センサであり、ＣＣＤやＣＭＯＳを用いることができる。
【００２１】
本実施例では、受光素子３０は、輪帯照明の中央の暗部に対応する位置（照明光の中抜け部に対応する領域）に配置されているため、輪帯照明光を遮光しない。光束が中抜けで受光素子３０を照明光束内に配置することができるため、計測系を小型で単純にすることができる。受光素子３０自体に遮光板２４の役割を持たせることによって遮光板２４を取り除いてもよい。
【００２２】
受光素子３０は処理ユニット６０と接続され、受光素子３０は基準物４５に対して形成された光強度分布の情報と被検物４０に対して形成された光強度分布の情報を出力信号として処理ユニット６０に供給する。
【００２３】
処理ユニット６０は、受光素子３０の出力信号から得られる被検物４０と基準物４５との厚さの差Δｄと基準物４５の既知の厚さｄから被検物４０の厚さを取得する取得部であり、コンピュータから構成されている。被検物４０の厚さはステージ５０の上面から被検物４０の上面までの距離で与えられる。
【００２４】
以下、実施例１の計測装置を使用した計測方法について説明する。図６は、計測装置を使用した計測方法のフローチャートであり、「Ｓ」は「ステップ（工程）」の略である。図６に示す計測方法はコンピュータによって各ステップの機能を実行させるためのプログラムとして具現化可能である。
【００２５】
まず、基準物４５をステージ５０に搭載して受光素子３０とステージ５０のＺ方向の相対位置を調整する調整を行う（Ｓ１１０）。本実施例では、受光素子３０は固定であり、ステージ５０を駆動して調整ステップ１１０を行う。
【００２６】
図２（ａ）は、既知の厚みｄを有する基準物４５をステージ５０に搭載した場合の計測装置の光路図（部分拡大断面図）である。図２（ｂ）は図２（ａ）における受光素子３０の平面図である。
【００２７】
焦点距離ｆの集光レンズ２５により集光光は、基準物４５とステージ５０がなければ光束は像側焦点位置Ｐ’の位置に集光するように進む。そして、基準物４５の上面で光束の一部は反射し、残りは透過・散乱光となる。反射光は、基準物４５の上面に関してＰ’の対称な位置Ｐに集光するように進む。集光光の中抜け部の広がり角をθとすると、幾何学的関係により、次式が成立する。
【００２８】
ｔａｎθ＝Ｄ／ｆ          …（１）
受光素子３０の受光面をＺ方向に調整してＰ点の位置と合致させることによって出力画像は図２（ｂ）に示すような点像となる。また、図中に示すようにＺ方向に直交する平面に光軸を原点としてｒ方向を定義すると、受光素子３０におけるｒ方向に延びる直線上の光強度分布は図２（ｃ）に示すようになる。横軸は受光素子上のｒ位置であり、縦軸は光強度である。即ち、基準物４５を配置した場合は、受光素子上で点像ができ、強度Ｉがただひとつの最大値（ピーク）Ｉｍａｘを持つように光学部品の配置を調整する。
【００２９】
次に、厚さが未知である被検物４０をステージ５０に搭載して受光素子３０によって反射光の分布を計測し、光強度分布が最大となる径の情報を取得する（Ｓ１２０）。
【００３０】
図３（ａ）は、未知の厚みを有する被検物４０をステージ５０に搭載した場合の計測装置の光路図（部分拡大断面図）であり、図３（ｂ）は図３（ａ）における受光素子３０の平面図である。図３では、被検物４０が、基準物４５の厚さｄよりもΔｄだけ厚いと仮定している。Δｄは被検物４０と基準物４５の厚さの差であり、（被検物４０の厚さ）−（基準物４５の厚さ＝ｄ）で表わされる。
【００３１】
被検物４０が基準物４５よりもΔｄだけ厚くなると、被検物４０の上面で反射された反射光はＰ点よりも＋２Δｄだけ＋Ｚ方向に移動した位置Ｐ”に集光することになる。位置Ｐ”に集光する光束は、点像になる前のデフォーカス状態が受光素子３０に受光される。この光束は中抜けであるので、図３（ｂ）に示すような輪帯形状を有する（白い円形部分が暗部であり、黒い輪帯部分が明部である）。この時の輪帯の中心を通る円の径を２ｒとすると、幾何学的関係より、次式が成立する。
【００３２】
ｔａｎθ＝ｒ／２Δｄ             …（２）
また、受光素子３０におけるｒ方向に延びる直線上の光強度分布は図３（ｃ）に示すようになる。横軸は受光素子上のｒ位置であり、縦軸は光強度である。輪帯の中心を通る円の半径ｒは、例えば、最大強度Ｉｍａｘの１／ｅ２となる位置と定義する。
【００３３】
数式１、２より、次式が成立する。
【００３４】
ｒ＝２Ｄ／ｆ×Δｄ        …（３）
図５は、ｒとΔｄの関係を示すグラフである。横軸はΔｄ、縦軸はｒである。数式３は、Δｄが増加すると輪帯の内側の半径ｒが傾き２Ｄ／ｆで増加することを示している。
【００３５】
処理ユニット６０は、受光素子３０の出力信号から半径ｒの情報を取得して、予め不図示のメモリに格納されている図５の関係からΔｄを算出し、Δｄを基準物の厚さｄに加算する演算を行うことによって被検物４０の厚さをｄ＋Δｄとして算出する。
【００３６】
遮光板２４の直径２Ｄと集光レンズ２５の焦点距離ｆを適宜変更することによって、図５の直線の傾き２Ｄ／ｆ、即ち、計測装置の精度を変化させることができる。Ｄを大きくするか、ｆを短くすることで傾きが大きくなるため、かずかなΔｄの変化でもｒが大きく変化する。また、受光素子３０の面積を広げることにより、ダイナミックレンジを広げることができる。想定されるΔｄや要求される精度に応じて２Ｄ、ｆ、受光素子３０の面積を適宜選択すればよい。
【００３７】
図３（ａ）ではΔｄ＞０の場合を想定していたが、被検物４０が基準物４５よりも薄くなると（即ち、Δｄ＞０の場合には）図４（ａ）に示すように、被検物上面で反射された集光光束はＰ点より−２ΔｄだけＺ方向に移動したＰ”に集光する。その後、発散光として受光素子３０に入射する。図４（ｂ）は図４（ａ）における受光素子３０の平面図である。
【００３８】
図３（ｂ）、図４（ｂ）を比較すると分かるように、受光素子３０に形成される反射光束の形状のみからはΔｄ＞０とΔｄ＜０を判別することが困難である。この問題を解決する手段として、基準物４５を常に被検物４０よりも薄いものにする（例えば、規格で０．１７ｍｍと決まっているカバーガラスに対して製造誤差を考慮して０．１ｍｍとする）ことが考えられる。このように基準物４５を適当に選択することで、常にΔｄ＞０となり、判別を容易に行うことが可能となる。
【００３９】
即ち、この場合には、被検物４０と基準物４５の厚さのどちらが大きいかの情報が既知であり、処理ユニット６０は、この情報に基づいて、差Δｄを基準物４５の既知の厚さｄに加算または減算する。
【００４０】
被検物４０と基準物４５の厚さのどちらが大きいかの情報が未知であれば、処理ユニット６０はこれを判別することができる。図４（ｃ）は、被検物が基準物よりも厚いかどうかを検出する方法を説明するための断面図である。基準物４５の上面位置をＴで表している。図４（ｃ）の左側は被検物４０が基準物４５よりも厚い場合を示しており、右側は被検物４０が基準物４５よりも薄い場合を示している。
【００４１】
ここでは、照明光が透過する開口部２９ａと照明光を遮光する遮光部２９ｂを有する絞り２９と、受光素子３０とステージ５０の間の光路に絞り２９を挿入および退避させる不図示の移動手段が設けられている。そして、処理ユニット６０は、絞り２９が移動手段によって光路に挿入された場合の受光素子３０に形成される光強度分布に基づいて、差Δｄを基準物４５の既知の厚さｄに加算または減算する。
【００４２】
図４（ｃ）の例では、絞り２９の遮光部２９ｂによって照明光の少なくとも一部が遮光される場合には被検物４０が基準物４５よりも厚いと判断することができ、処理ユニット６０は、差Δｄを厚さｄに加算することによって被検物４０の厚さを算出する。一方、絞り２９の開口部２９ａを照明光が透過して照明光が遮光されない場合には被検物４０が基準物４５よりも薄いと判断することができ、処理ユニット６０は、差Δｄを厚さｄから減算することによって被検物４０の厚さを算出する。
【００４３】
なお、移動手段は、絞り２９を照明光学系の光軸方向に更に移動してもよい。この場合、処理ユニット６０は、移動手段が絞り２９を光軸方向に移動した移動量と受光素子３０に形成される光強度分布に基づいて、差Δｄを基準物４５の既知の厚さｄに加算または減算すればよい。
【００４４】
本実施例では、被検物４０の屈折率が未知であっても被検物４０の厚さを取得することができる。なお、照明光として二重極や四重極を使用する場合には任意の２つの極の中心の間隔を使用して厚さの差Δｄを算出すればよい。
【００４５】
本実施例では基準物４５が配置された場合、光軸上（ｒ＝０）の光強度Ｉが最大になるように光学系の配置を決定しているが、これに限定されず、基準物４５に対して点像を形成せずに図３（ｂ）のような輪帯形状を形成してもよい。照明光が輪帯形状である場合、処理ユニット６０は、基準物４５を照明した際に受光素子３０の受光面に形成される光強度分布の所定直線上におけるピーク位置と被検物４０を照明した際の光強度分布の所定直線上におけるピーク位置との差を取得する。そして、その差に基づいて基準物４５と被検物４０との厚さの差Δｄを取得すればよい。
【００４６】
また、上記説明では基準物４５の厚さは既知としたが、相対的な厚さが分かればよい場合は基準物４５の厚さは既知でなくともよい。この場合、受光素子３０の出力信号から得られる半径ｒに対する基準物４５と被検物４０との相対的な厚さの差Δｄの関係をテーブルとして記憶しておけば、処理ユニット６０はΔｄを演算により求めなくてもよい。
【実施例２】
【００４７】
被検物４０の厚みを計測する際に被検物４０の表面形状を計測することが行われる場合も多い。この場合、図１に示す計測装置の構成をとることによって、被検物４０の厚みと表面形状の計測を一つの計測装置で計測することが可能となり、構成が単純化される。
【００４８】
図７は、実施例２の計測装置のブロック図である。この計測装置は、被検物４０の表面形状を取得する面形状取得部と被検物４０の厚さを取得する厚さ取得部が一体となっている。幾つか光学部品を面形状取得部と厚さ取得部とで共通に使用することによって、本実施例の計測装置の構成は小型かつ単純になっている。
【００４９】
面形状取得部は、（レーザ）光源１０、偏光板１２、対物レンズ２１、ピンホールプレート２２、絞り２６、ビームスプリッタ２７、絞り７１、コリメータレンズ７２、対物レンズ７３、シャックハルトマンセンサ７４から構成される。
【００５０】
偏光板１２は照明光の偏光状態を調整する。ビームスプリッタ２７は、ピンホールプレート２２のピンホール２２ａを通過した光を分岐する。分岐された一方の光である透過光（発散光）は絞り７１に進み、光束径が狭められ（光量が調整され）、その後、コリメータレンズ７２によって平行光に変換される。コリメータレンズ７２によって変換された平行光の被検物４０の表面からの反射光は前記ビームスプリッタによって反射され（前記ビームスプリッタを介して）対物レンズ７３によって受光される。
【００５１】
対物レンズ７３は被検面からの反射光（発散光）を平行光に変換する。シャックハルトマンセンサ７４は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように複数の微小な集光レンズ７４ａと受光素子アレイ７４ｂが設けられている。受光素子アレイ７４ｂは、図８（ｂ）に示すように、マトリクス状に配置された複数の受光素子７４ｃを有する。
【００５２】
図８（ｂ）において、被検物４０の表面がうねりのない平坦な面であれば、各受光素子７４ｃの中心（白丸部）が結像点（黒丸部）となるが、うねりがあると、図８（ｂ）に示すように、結像位置が受光素子７４の中心からずれる。そこで、各受光素子７４ｃについて、このずれ量を計測することによって被検物４０の表面形状を計測することができる。
【００５３】
なお、面形状取得部は、シャックハルトマンセンサ７４を利用するものに限られない。例えば、図９に示すように、面形状取得部は、レーザ光を被検物４０の表面に照射する発光部７７、被検物４０の表面で反射されたレーザ光を受光する受光部７８、レーザ光が被検物の表面を走査するように発光部７７を移動する手段を有してもよい。この場合の面形状取得部は、三角測量を利用して発光部７７で被検物４０の表面をスキャンすることによって、受光部７８の受光位置から被検物４０の表面形状を測定する。
【００５４】
厚さ取得部は、光源１０、偏光板１２、対物レンズ２１、ピンホールプレート２２、絞り２６、ビームスプリッタ２７、折り曲げミラー２８、コリメータレンズ２３、遮光板２４、集光レンズ２５、受光素子３０、（不図示の）処理ユニット６０から構成される。厚さ取得部は、ビームスプリッタ２７によって分岐された他方の光を利用することによって面形状取得部によって面形状が取得された被検物４０の厚さ（または基準物４５と被検物４０の厚さの差）を取得する。折り曲げミラー２８によって折り曲げられた後の構成は図１と同様であるので説明は省略する。本実施例の計測装置は、ビームスプリッタ２７によって反射された光を有効利用することができるという特徴を有する。
【００５５】
実施例１では、被検物４０のうねりやチルトの面歪が無視できると仮定しているが、本実施例の計測装置の動作は図１０に示すようになる。
【００５６】
以下、実施例２の計測装置を使用した計測方法について説明する。図１０は、計測装置を使用した計測方法のフローチャートであり、「Ｓ」は「ステップ（工程）」の略である。図１０に示す計測方法は、コンピュータによって各ステップの機能を実行させるためのプログラムとして具現化可能である。
【００５７】
まず、面形状取得部によって被検物４０の表面形状を取得する（Ｓ２１０）。次に、処理ユニット６０は、被検物４０の表面形状を取得した後でうねりやチルトの面歪が無視できるレベルまで被検物４０の表面形状（の面歪）の補正を行う（Ｓ２２０）。次に、実施例１と同様の計測方法で被検物４０の厚さを取得する（Ｓ２３０）。Ｓ２３０の内容はＳ１１０、Ｓ１２０と同様である。なお、基準物４５の計測を予め行っていれば、Ｓ２２０の後でＳ１２０に直ちに移行することができる。ステージ５０が２つあればＳ２２０の際にＳ１１０を行うこともできる。
【００５８】
ここで、Ｓ２２０の表面形状の補正を行う場合、押したり引っ張ったりする等の物理的に表面形状の補正を行うことが可能であればよいが、カバーガラスのように物理的な補正では破損する可能性が高い場合がある。その場合の補正方法について述べる。まず、表面形状が歪んでいると、受光素子３０で得られる光強度分布も歪み、例えば、図３（ｂ）のようにきれいな輪帯形状は得られない。そのため、輪帯の中心を通る円の径２ｒを精度よく得ることが難しくなる。そこで、面形状取得部によって得られた表面形状を用いて受光素子３０で得られる光強度分布を補正して、よりきれいな輪帯形状を得られるようにし、精度良く輪帯の中心を通る円の径２ｒを得られるようにする。このようにすれば、カバーガラスのように物理的な補正では破損する可能性が高い被検物に歪みが生じていても、より精度良く厚さを取得することが可能となる。
【００５９】
本実施例によれば、一つの計測装置が被検物４０の表面形状と厚さを単純な構成で計測することができる。
【００６０】
また、実施例１や２の計測装置によって計測された結果を利用する画像処理装置では、計測装置の計測結果である厚さ情報または面形状と厚さ情報に基づいてカバーガラス（被検物４０）に起因する収差を補正することができる。これによって、プレパラートに封入された生体組織などの観察対象の画像をより高画質で表示することができる。この画像処理装置は、実施例１、２の計測装置とネットワークで接続されて画像処理システムを構成してもよい。
【００６１】
図１１は画像処理システムの構成例を示す図である。まず、上述した実施例１、２の計測装置１１０によって、ステージ５０に載置されたカバーガラスである被検物４０の厚さを計測する。次に、被検物４０を含むプレパラート１００の画像情報を、対物光学系１２０、撮像素子１３０を含む顕微鏡で取得する。そして、ＰＣ等の画像処理装置１４０では、計測装置１１０の計測結果に基づいて、顕微鏡で取得した画像情報から被検物４０に起因する収差を補正し、補正した画像をモニター１５０に表示する。
【００６２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
計測装置は、被検物の厚さを取得する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…光源、３０…受光素子、４０…被検物、４５…基準物、５０…ステージ、６０…処理ユニット（算出部）
【図１】
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【図２】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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